[发明专利]水泥基材料拉伸徐变测试装置

说明书

技术领域

本发明属于测试技术领域，具体涉及一种温湿度控制的水泥基材料拉伸徐变测试装置。

背景技术

温湿度环境对水泥基材料的强度与模量发展、体积变化等有不可忽视的影响。研究混凝土的徐变，特别是早龄期混凝土的徐变，有必要控制试验环境的温、湿度。常规的徐变仪仅可控制荷载。如此一来，试验环境受限于室内温度与湿度。

国内外的通用型材料试验机和一些带小型温度环境箱的材料试验机可模拟高温，如US5015825 (Furnace for Tensile/ Fatigue)，及低温，如US5105626A (Apparatus for Measuring Tensile and Compressive Properties of Solid Materials at Cryogenic Temperatures)。但此类设备不能长期有效的控制湿度来满足长达数周的徐变试验。而大型可放置徐变试验设备的环境屋、养护室造价和维护费极高。

结合环境箱和加载设备于一体的难度在于：（1）能够长期工作的可控温湿环境箱体积较大，加载设备尺寸选择余地较小；(2) 拟合此两系统需要系统的框架设计，对环境箱开洞、试件夹具，连接件等局部细节要求较高。多试件的连接和对中（co-axially aligned）对于工件夹具要求较高。近年来的一些发明，如CN201149588Y (路面混凝土环境模拟及性能测试装置) 和CN202083409U （一种环境试验箱内试验台架的防护箱）有功能较强的环境箱，但均需将加载设备置于环境箱内，占用宝贵的内箱空间，将其用于水泥基材料徐变试验时导致加载设备的体积较大。

关于拉伸徐变仪的加载可分为静态加载和动态加载。静态加载设备通常指通过挂载砝码然后靠杠杆放大（如图1所示）。稳压能力无可比拟, 造价较低。但这种设备无法实现微小的动态加载卸载和位移模式加载，用途极为有限。对于混泥土徐变试验而言，这意味着此类徐变架无法测得用于模拟徐变的必要的材料性能（如抗拉强度，弹性模量等）。动态加载设备由助动器，伺服器控制器，数据反馈系统，和电脑组成。助动器有液压活塞也有气动活塞形式和电机型，活塞的移动靠伺服阀调节（如图2所示）。电脑（通过控制板）与伺服阀沟通，传感器收集动态数据并反馈给电脑，形成一个同步测控的闭环。这样的加载设备适用于多种试验。尽管它的稳压、保持荷载的能力不如静态（砝码）加载，但是随着加工技术进步，动态加载设备将会更普及。

国内外也有考虑将先进的环境模拟设备与外置闭路加载设备组合，但它们不是为混凝土拉伸徐变试验而设计。如适合于金属材料的CN201589746U（一种用于疲劳性能试验的烟雾环境装置），其环境箱是一个固定在疲劳性能试验机上的封闭箱体，加载设备置于环境箱之外。又如适用于石油工业机械部件材料测试的US20090314107A1（environmental mechanical test apparatus），该装置既有闭路液压伺服荷载控制系统，又有可控温度和压力的环境舱。

综上所述，现有的混凝土拉伸徐变试验器材还不理想。所以，有必要发明出一种能满足下列要求的混凝土徐变设备：能操控温、湿度，可动态、静态加载卸载，从而实现环境模拟，一机多用，多个试件同步测试。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提供一种结构简单，试验环境稳定，数据准确，自动化程度高，用于水泥基材料拉伸徐变的测试装置。